L’axe fondamental a pour objectif la caractérisation des réseaux neuronaux mis en jeu au cours de la mémoire de

reconnaissance humaine

Il comporte également comme objectif l’identification et la localisation de marqueurs électrophysiologiques dynamiques de ces réseaux.

Comme nous l’avons vu plus haut, les troubles de la mémoire représentent la manifestation cognitive la plus fréquente et la plus invalidante des épilepsies partielles du lobe temporal. L’épilepsie du lobe temporal constitue donc un modèle d’atteinte fonctionnelle sélective de la mémoire humaine. Certaines observations concernant le fonctionnement mnésique chez les patients épileptiques peuvent être extrapolées aux sujets sains voire à d’autres pathologies de la mémoire (comme la maladie d’Alzheimer) donc peuvent améliorer notre connaissance du fonctionnement normal et pathologique de la mémoire humaine. Enfin, la méthode d’imagerie de source électrique utilisée pour réaliser une cartographie fonctionnelle des réseaux impliqués dans la mémoire peut être également utilisée chez les sujets sains.

La mémoire humaine regroupe des fonctions très diverses : ainsi la mémoire

procédurale est dédiée à l’action alors que la mémoire déclarative dédiée à la représentation est elle-même divisée en mémoire sémantique et en mémoire épisodique. Nous nous sommes intéressés à la mémoire épisodique qui concerne les évènements uniques situés dans le temps et l’espace. La mémoire épisodique peut être mise en jeu soit par le rappel volontaire des différentes dimensions spatio-temporelles du souvenir soit par la reconnaissance. La mémoire de reconnaissance est définie comme la capacité à juger en présence d’un évènement ou d’un stimulus que celui-ci a déjà été vécu ou présenté. Elle repose elle-même sur un double mécanisme fondé soit sur la recollection c'est-à-dire la capacité à rassembler toutes les facettes du souvenir (que l’on peut rapprocher de la mémoire épisodique) soit sur la

familiarité. La mémoire de reconnaissance repose sur l’intégrité du lobe temporal médial. Ce système mnésique temporal médial est étroitement connecté avec le système de représentation visuelle qui permet l’identification des objets dans leur contexte spatial (respectivement voies visuelles ventrale et dorsale. La voie ventrale a une organisation hiérarchique selon un axe

complexes des objets et la voie dorsale est dédiée à la représentation du contexte spatial. Les différentes étapes de la représentation visuelle des objets, de leur identification et de leur reconnaissance se traduisent par des évènements électriques séquentiels enregistrables par l’EEG de scalp et par la SEEG (intra-cérébrale) appelés potentiels évoqués.

Dans une première étude, nous avons comparé le décours spatio-temporel des potentiels de scalp (enregistrés en EEG-Haute Résolution) évoqués par les tâches de reconnaissance et de catégorisation des mots et des images non verbalisables. Nous nous sommes plus

particulièrement intéressés à la phase de transition entre les étapes perceptives visuelles et les étapes mnésiques. L’étude de la dynamique spatio-temporelle des potentiels évoqués au cours de la reconnaissance et leur comparaison aux potentiels évoqués par la tâche contrôle de catégorisation (visuelle ou sémantique) nous ont permis d’étudier les interactions possibles entre l’effet du matériel verbal ou non verbal, l’effet de la tâche (reconnaissance vs.

catégorisation) et l’effet des différentes étapes de traitement. Cette première étude nous a permis d’identifier un potentiel négatif culminant entre 200 et 300 ms, habituellement non décrit dans les études de reconnaissance car masqué par le potentiel plus tardif qui culmine à 400 ms et qui est associé à la reconnaissance. Ce potentiel négatif culminant à 270 ms reflèterait spécifiquement l’étape de transition perceptivo-mnésique et serait généré par le cortex rhinal. Grâce à cette méthode, nous avons également montré que le cortex rhinal était impliqué à la fois dans les processus de catégorisation visuelle et dans les processus de

reconnaissance des mots et des images. Enfin nous avons montré l’existence d’une préférence hémisphérique pour les mots à gauche et pour les images à droite uniquement pour les étapes qui précèdent la reconnaissance (Maillard et al., Journal of Cognitive Neuroscience, 2010).

Dans une seconde étude, nous avons cherché à étudier les rôles respectifs des cortex péri-rhinal et ento-rhinal dans la transition perceptivo-mnésique visuelle à partir de potentiels évoqués intra-cérébraux.

Dans l’étude précédente, nous avions identifié au début de la fenêtre temporelle de la N400 un potentiel négatif plus précoce culminant à 270 ms qui était anatomiquement et fonctionnellement dissocié de la N400 et dont les sources présumées étaient localisées dans les cortex rhinaux et traduisaient une asymétrie fonctionnelle gauche/droite selon le matériel. Toutefois, la résolution spatiale limitée de la méthode de localisation de source ne permettait pas de trancher sur l’origine précise, ento ou péri-rhinal de ce potentiel.

Anatomiquement et fonctionnellement pourtant ces deux régions sont bien distinctes. Le cortex péri-rhinal est situé dans la partie antérieure de la fissure collatérale du lobe

phylogénétique différente : l’allocortex (médial) et l’isocortex (latéral). Le cortex ento-rhinal constitue la principale source des afférences vers l’hippocampe et la principale cible des efférences hippocampiques. Les afférences du cortex péri-rhinal proviennent essentiellement d’aires associatives unimodales (principalement du cortex visuel inféro-temporal) et du cortex para-hippocampique : le cortex péri-rhinal constitue donc davantage un centre d’intégration qu’une voie de passage. Les progrès des techniques stéréotaxiques permettent depuis quelques années l’implantation d’électrodes orthogonales profondes dans la région temporo-basale, explorant de dehors en dedans le gyrus temporal inférieur, le cortex péri-rhinal, la fissure collatérale et le cortex ento-rhinal et permettant de dissocier l’activité enregistrée dans le cortex péri-rhinal de celle enregistrée dans le cortex entorhinal. Les deux potentiels

fonctionnellement distincts, N270 et N400 pourraient refléter l’ambivalence fonctionnelle du cortex péri-rhinal qui constituerait à la fois le niveau de traitement perceptif le plus élevé de la voie visuelle ventrale et le niveau dédié à la reconnaissance par familiarité du système

mnésique temporal médial (Murray and Bussey, 1999; Bussey and Saksida, 2007; Buckley and Gaffan, 2006). L’objectif de ce second travail était d’utiliser les enregistrements intra-cérébraux réalisés à l’aide d’électrodes orthogonales de Stéréo-électroencéphalographie pour différencier et décrire les réponses typiques des cortex ento et péri-rhinal évoquées par la reconnaissance et la catégorisation d’images et de mots. Notre hypothèse était qu’à la

charnière de la voie visuelle ventrale et du système temporal médial mnésique, les cortex péri-rhinal et ento-péri-rhinal avaient des rôles différents dans les processus mnésiques et perceptifs selon la nature des items étudiés.

Nous avons observé que le potentiel N400 associé avec l’effet old/new était enregistré dans le cortex péri-rhinal mais pas dans le cortex ento-rhinal. Il était précédé d’un premier potentiel négatif péri-rhinal, culminant autour de 230 ms et par un second potentiel (positif ou négatif) ento-rhinal culminant autour de 250 ms. Ces deux potentiels étaient plus amples pour les tâches de reconnaissance que pour les tâches de catégorisation mais ils étaient modulés différemment par la répétition. Nous avons observé une spécialisation hémisphérique en terme d’amplitude, selon la nature verbale/non verbale des stimuli, uniquement dans le cortex ento-rhinal et de façon inconstante. En revanche, l’effet old/new observé sur les potentiels N230, N400 et P600 péri-rhinaux et hippocampique était spécifique des mots. Cette étude nous a permis de confirmer l’origine rhinale du potentiel N270 enregistré sur le scalp qui résulterait de la sommation spatiale et temporelle des potentiels N230 ento-rhinal et N250

De la perception à la mémoire de reconnaissance : décours temporel et